施加氮化硼 (BN) 涂层的主要目的是作为高温脱模剂和化学屏障。 当均匀地施加到石墨模具的内壁上时，这种涂层会形成一个惰性界面，防止碳化钨/铜 (WC/Cu) 粉末在烧结过程中物理粘附或化学反应到基碳模具上。这确保了最终部件可以轻松移除而不会损坏表面，同时保护了模具本身。
核心见解：没有氮化硼这样的屏障，烧结的高温和高压会将金属和石墨化学和机械地结合在一起；涂层有效地将零件与工具“解耦”，从而保持两者的完整性。
保护机制
金属粉末与石墨模具在高温下的相互作用非常复杂。氮化硼解决了该环境中的三个具体挑战。
防止化学反应
在烧结温度（通常超过 950°C）下，石墨与某些金属的反应性很强。没有屏障，金属粉末会与模具中的碳发生反应。
氮化硼是化学惰性的。通过涂覆模具，可以阻止碳扩散到金属中，防止形成不希望存在的碳化物或将零件熔接到模具壁上的化学键。
消除物理粘附
石墨天然多孔。在热压的巨大压力下，软化的金属或液相（如熔融铜）可能会渗入这些微观孔隙。
BN 涂层充当密封剂和润滑剂。它阻止金属渗入石墨孔隙，消除了“机械互锁”，如果没有破坏零件就无法脱模。
保持表面光洁度
烧结零件表面的质量直接与其易于移除的程度有关。
由于 BN 起润滑作用，因此可以实现光滑、低摩擦的释放。这确保了 WC/Cu 样品在顶出时保持光滑的表面光洁度和精确的几何形状，从而减少了后处理加工的需要。
操作权衡和注意事项
虽然氮化硼是必不可少的，但其应用需要精确才能有效。
均匀性的必要性
涂层的功能与其应用一样好。涂层必须在模具内壁完全均匀。
如果涂层太薄或不均匀，就会出现保护的间隙。这些“裸露点”会成为局部粘附点，金属会粘附在那里，可能导致零件在移除过程中破裂，或导致模具在该特定点快速腐蚀。
模具维护
涂覆涂层不是一个“一劳永逸”的过程。石墨模具是消耗品。
虽然 BN 通过减少腐蚀大大延长了模具的使用寿命，但必须在每个循环之间重新涂覆或检查涂层，以确保在真空热压的严苛热应力和机械应力下持续提供保护。
根据您的目标做出正确的选择
在将氮化硼涂层集成到您的烧结工作流程时，请专注于您的特定生产重点。
- 如果您的主要重点是组件质量：确保 BN 喷涂均匀，以保证光滑的表面光洁度并防止碳扩散造成的表面污染。
- 如果您的主要重点是设备寿命：优先考虑涂层的密封性能，以防止金属渗入石墨孔隙，这会随着时间的推移而降低模具结构。
最终，BN 涂层是将破坏性的金属-碳相互作用转化为可重复、高精度制造过程的关键隔离层。
摘要表：
| 功能 | 机制 | 好处 |
|---|---|---|
| 化学屏障 | 防止碳扩散和反应 | 高材料纯度；无不希望的碳化物 |
| 物理分离 | 阻止金属渗入石墨孔隙 | 易于脱模；防止机械互锁 |
| 润滑 | 提供低摩擦界面层 | 光滑的表面光洁度；减少后处理 |
| 模具保护 | 减少热和机械腐蚀 | 延长石墨模具的使用寿命 |
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